Motor Toyota RVX-09 V8 al descubierto

El artículo en la edición actual es absolutamente encomiable gracias su alto nivel de detalle, explicando cómo actualmente es diseñado un motor V8 de F1.

¿Qué hay en un V8 contemporáneo?
Aunque Toyota se retiró de las carreras de GP poco después de la final de la temporada 2009 su 2.4 litros V8 de aspiración natural, sigue siendo uno de los motores homologados para la F1 gracias a la congelación de las especificaciones actualmente vigentes. Producido por subsidiaria de Toyota Motorsport (TMG) en Colonia, Alemania, es un estado de arte de motores de GP, que fue altamente competitivo como el año pasado donde fue testigo de su pole en Bahrein y segundos puestos en Singapur y Japón. El motor F1 de 2009 produce unos 735 CV.

De hecho, en el límite de 18.000 rpm revoluciones impuestas para esa temporada, el Toyota RVX-09 V8 es un motor ideal, que tiene un bien adaptado el tamaño del cilindro (sin alteración posible, ya que la primera etapa de la congelación actual se llevó a cabo para 2007). El V8 RVX-09 2009 se deriva a partir del motor de 2005 TMG 3.0 litros V10, que tuvo un 96.8 mm de diámetro y corrió a 19.200 rpm.

Con el cambio forzado en 2006 a 2,4 litros V8, manteniendo los mismos 300 cc por cilindro, TMG hizo lo mismo que sus rivales y se esforzó para que la velocidad del motor fuese más alto. Las nuevas normas de 2006 se han confirmado muy tarde, sin embargo, por razones logísticas TMG mantuvo el tamaño que actualmente llevaba, junto con los tamaños de las válvulas establecidas, ángulos y así sucesivamente. Esencialmente, en lugar de un replanteamiento completo, las de las especificaciones del G TMG / V8 H de 2006-9 es una evolución de las especificaciones de su F-2005 V10 pero con dos cilindros menos.

No sólo el tamaño del cilindro es el mismo, aparte de la pérdida de dos cilindros - el bloque, la cabeza y el colector de aceite fueron de la fórmula establecida, la unidad de tiempo es idéntico, y así sucesivamente. Eso sí, las nuevas normas impuso muchos parámetros, mientras que un ángulo de inclinación de 90 º, V8 plano-plano del cigüeñal es fundamentalmente diferente en funcionamiento que el de un motor V10 con el mismo ángulo de banco.

Sin embargo, desde el principio, el concepto básico era producir un motor con las normas del 2006 sin alejarse mucho de la práctica establecida y luego diseñar un motor V8 más optimizado basado en las lecciones aprendidas de este ejercicio. De hecho, la investigación inicial del proyecto del V8 consistió casi literalmente de cortar dos cilindros de un motor V10 existente, instalando un nuevo cigüeñal y colocar el motor experimental en marcha en el banco de pruebas.

El TNG V10 de 90º de ángulo de inclinación de 2001-5 había sido intrínsecamente bien equilibrados en cuanto a la torsión. Habida cuenta de la vibración de segundo orden inherente a la utilización de plano-plano (180º por etapas) del cigüeñal necesaria para optimizar el escape de ajuste del pulso, sin embargo, para encontrar el equilibrio óptimo el V8 demostró ser un reto importante. Como tal, el diseño del cigüeñal V8 tomó mucho más tiempo del previsto para optimizar. En parte por esta razón que no hubo tiempo para rediseñar el motor para el inicio de la temporada 2006 tan completamente como podría haberse esperado, en la búsqueda de la velocidad del motor cada vez más altos. Cabe destacar que los dos últimos años de la era del V10 fueron caracterizados por una exigencia cada vez mayor del kilometraje del motor, el desafío que se había fijado temporalmente la F1 era el aumento de la velocidad del motor de F1. Las lecciones aprendidas en 2005, sin embargo, dejaron a TMG y fabricantes de motores del progreso de la región de 19.000 rpm a 20.000 rpm. Al mismo tiempo, las nuevas normas para el año 2006 hizo 98 mm, el máximo permitido el tamaño del cilindro y por lo tanto la opción lógica teniendo en cuenta la búsqueda de 20.000 rpm. Capaz de alcanzar más de 19.000 rpm con su motor V8 inicial, TMG planeaba cambiar a 98 mm de diámetro para la segunda interacción, que apuntaba a más de 20.000 rpm.

Pero antes de que pudiese ser introducido la FIA había movido los postes de la portería, una vez más con el anuncio inminente de la congelación de las especificaciones. TMG, por consiguiente tuvo que cambiar su enfoque para el año 2007 para homologar el G-spec. Felizmente para TMG, esta congelación de la especificación inicial fue acompañada de un límite 19.000 rpm, lo cual se redujo a 18.000 rpm durante 2009. Este nuevo límite favoreció un motor que tiene un más pequeño calibre sobre el que que había sido diseñado al máximo permitió a 98 mm. Como en 2005, en 2006 los motores tenían que ejecutar dos carreras completas, lo que implica un requisito de kilometraje de unos 1300 km. Para 2009, la exigencia era aún más dura, la FIA ahora solo permite usar ocho motores durante la temporada entera de 17 carreras. Esto implicó alcanzar un kilometraje del motor de más de 2.000. Al mismo tiempo, cualquier cambio en las especificaciones homologadas tenían que ser aprobadas por la FIA.

Norio Aoki de TMG habló de las implicaciones de las reglas de 2009 en Race Engine Technology (RET) 40 (agosto de 2009). En esencia, a través de los años el V10 y V8 de TMG había aumentado hasta 4 veces la distancia recorrida en kilómetros del motor, en particular prestando especial atención a la válvula de escape, el pistón y la vida de los anillos. No se han encontrado publicaciones importantes que indiquen lo contrario, gracias en parte a las ventajas de materiales en curso y el desarrollo de recubrimientos. Pero la dificultades de las válvulas se multiplican, la vida del pistón y anillos no debería ser subestimada.

El desafío de pistón fue dirigido en parte por la modificación del la parte inferior de la disposición del chorro de aceite en aerosol. Antes los motores tenían un par de aspersores que rocíaban cada pistón, el cambio fue a cuatro - tres sobre el lado de admisión y otro en el escape. La división de Investigación y Desarrollo de la Toyota en Japón ayudó a identificar el tamaño óptimo y ángulo de los aspersores. El desarrollo de detalles de especificaciones incluyendo materiales, recubrimientos y el entorno operativo permitió a la necesaria válvula de escape el kilometraje de los componentes requerido. Los anillos tuvieron que ser hechos más robusto mientras el desarrollo lubricante por el proveedor la Exxon Mobil era otro factor clave.

El artículo completo esta publicado en la revista Race Engine Technology (RET) numero 49.